Czujniki i urządzenia pomiarowe

Transkrypt

1 Czujniki i urządzenia pomiarowe Czujniki zbliŝeniowe (krańcowe), detekcja obecności Wyłączniki krańcowe mechaniczne Dane techniczne Napięcia znamionowe 8-250VAC/VDC Prądy ciągłe do 10A śywotność mechaniczna do 10 milionów zadziałań 1 Czujniki zbliŝeniowe, detekcja obecności Czujniki zbliŝeniowe indukcyjne Wykrywanie elementów metalowych Działają na zasadzie zmiany indukcyjności w zaleŝności od przewodności obwodu magnetycznego Zasilanie typowo 24VDC (10-30VDC) Zasięg działania do kilkuset milimetrów (typowo 2-60mm) Wyjścia PNP, NPN lub bezpotencjałowe (NC lub NO) 2

2 Czujniki zbliŝeniowe, detekcja obecności Czujniki zbliŝeniowe indukcyjne 3 Czujniki zbliŝeniowe, detekcja obecności Czujniki zbliŝeniowe pojemnościowe Działają na zasadzie zmiany pojemności w zaleŝności od pola elektrycznego na okładkach kondensatora otwartego Brak ograniczeń co do wykrywanych materiałów Wykrywanie poziomu cieczy i materiałów sypkich Zasilanie typowo 24VDC (10-30VDC) Zasięg działania do kilkudziesięciu milimetrów Wyjścia PNP, NPN lub bezpotencjałowe (NC lub NO) 4

3 Czujniki zbliŝeniowe, detekcja obecności Współczynnik korygujący dla czujników zbliŝeniowych indukcyjnych i pojemnościowych Nominalna strefa działania ulega zmniejszeniu w przypadku gdy wykrywany obiekt jest z innego materiału niŝ stal St37 dla czujników indukcyjnych i woda dla pojemnościowych Czujniki indukcyjne Czujniki pojemnościowe Metal Współczynnik do strefy nominalnej Materiał Współczynnik do strefy nominalnej Stal St37 Chrom Nikiel Rtęć Mosiądz Ołów Miedź Aluminium 1,0 Sn 0,9 Sn 0,9 Sn 0,6 Sn 0,5 Sn 0,5 Sn 0,4 Sn 0,4 Sn Woda Metale Szkło Drewno PCV Olej Ziarno zbóŝ Polietylen Ceramika 1,0 Sn 1,0 Sn 0,5 Sn 0,3-0,7 Sn 0,4-0,6 Sn 0,1-0,4 Sn 0,4-0,6 Sn 0,37 Sn 0,3 Sn 5 Czujniki zbliŝeniowe, detekcja obecności Czujniki fotoelektryczne Składają się z nadajnika w postaci lasera lub źródła promieniowania najczęściej w zakresie podczerwieni oraz odbiornika (fotorezystora, fotodiody, fototranzystora) Zasięg od kilku milimetrów do 10 metrów Problem z zastosowaniem w środowiskach o duŝym zapyleniu Czujniki typu bariera optyczna Czujniki odbiciowe 6

4 Pomiary połoŝenia, przesunięć liniowych i kątowych Czujniki indukcyjne pomiarów przesunięcia w zakresie od setnych do kilkudziesięciu milimetrów 7 Pomiary połoŝenia, przesunięć liniowych i kątowych Czujniki indukcyjne w układzie róŝnicowym, układ pomiarowy 1 czujnik 2 wzmacniacz 3 prostownik 8

5 Pomiary połoŝenia, przesunięć liniowych i kątowych Czujniki pojemnościowe pomiar przesunięć liniowych do kilkudziesięciu milimetrów, moŝliwość pomiaru przemieszczenia kątowego 9 Pomiary połoŝenia, przesunięć liniowych i kątowych Czujniki fotoelektryczne do pomiaru odległości Pomiar metodą triangulacji Pomiar czasu przelotu promienia Pomiar przesunięcia fazowego fali Zakresy od kilku milimetrów do kilku metrów (wojskowe do 20km) 10

6 Pomiary połoŝenia, przesunięć liniowych i kątowych Czujniki ultradźwiękowe Działanie czujników ultradźwiękowych polega na wykrywaniu obecności obiektu w wiązce ultradźwiękowej wysyłanej przez nadajnik czujnika. Odległości określa się na podstawie pomiaru czasu pomiędzy emisją fali a powrotem echa fali odbitej. Zakresy od kilkudziesięciu milimetrów do kilku metrów Często stosowane do pomiaru poziomu w zbiornikach 11 Pomiary połoŝenia, przesunięć liniowych i kątowych Czujniki obrotowo impulsowe, enkodery 12

7 Pomiary połoŝenia, przesunięć liniowych i kątowych Czujniki obrotowo impulsowe, enkodery Rozdzielczość przetworników obrotowo-impulsowych typowo do kilku tysięcy impulsów/obrót (wykonania specjalne do kilku milionów impulsów/obrót) Rozdzielczość enkoderów typowo do 16 bitów (dostępne są enkodery jedno i wieloobrotowe) MoŜliwość wykonania czujników w wersji liniowej 13 Pomiary połoŝenia, przesunięć liniowych i kątowych Czujniki halltotronowe Wykorzystują zjawisko Halla, czyli wystąpienie róŝnicy potencjałów w przewodniku, w którym płynie prąd elektryczny, gdy znajdzie się on w poprzecznym do płynącego prądu polu magnetycznym Przeznaczone są do kontroli połoŝenia (obecności) lub pomiaru prędkości obrotowej (liniowej) Czujniki do pomiaru prędkości wyposaŝone są często w dwa wyjścia: SPEED (impulsy o częstotliwości proporcjonalnej do częstotliwości pobudzania przez element magnetyczny), DIR informujące o zmianie kierunku obrotu 14

8 Pomiary połoŝenia, przesunięć liniowych i kątowych Czujniki potencjometryczne Zakresy pomiarowe od kilku milimetrów do kilku metrów Zaleta prosta budowa układu pomiarowego Wady to wraŝliwość zapylenie, zmiany temperatury, wilgotności i zuŝycie mechaniczne 15 Pomiary temperatury Pomiar temperatury jest realizowany przez: Czujniki rezystancyjne elementy parametryczne; wraz ze zmianą temperatury następuje zmiana rezystancji czujnika Czujniki termoelektryczne aktywne źródła wytwarzające napięcie w zakresie mv wraz ze zmianą temperatury 16

9 Pomiary temperatury Parametry czujników temperatury Parametr Czujniki rezystancyjne Czujniki termoparowe (termoelementy) Zakres pomiarowy od -200 do +850 o C Od -220 do o C Dokładność 0,2% 0,5% Czas odpowiedzi sekundy milisekundy Stabilność od 0,5 o C/rok kilka o C/rok Liniowość duŝa średnia Czułość wysoka niska 17 Pomiary temperatury Czujniki rezystancyjne Wykorzystują zaleŝność rezystancji niektórych metali lub półprzewodników od temperatury W praktyce czujniki rezystancyjne wykonane są z platyny, niklu lub miedzi na niŝsze temperatury pracy Najczęściej stosowane są czujniki platynowe Pt o rezystancji w temperaturze 0 o C 100Ω, 500Ω lub 1000Ω Zakresy zastosowania typowych czujników rezystancyjnych Typ czujnika Zakres temperatury o C Pt (100, 500, 1000) od -200 do +850 Ni(100,1000) od -60 do +180 Cu10 od -70 do +500 Cu50 od -50 do

10 Pomiary temperatury Czujniki termoelektryczne (termoparowe) Wykorzystują zjawisko termoelektryczne Seebecka powstawanie zaleŝnej od temperatury siły elektromotorycznej na styku dwóch róŝnych materiałów (najczęściej metali) W praktyce stosowane są termopary typu J, K, E, B, R, S, N, L 19 Przemysłowe systemy wizyjne Przeznaczenie lokalizacja i pomiary wielkości geometrycznych produktów (kształt, wymiary powierzchnia, kąt obrotu, itp.), inspekcja obecności i kontrola jakości produktów, sprawdzanie poprawności nadruków, czytanie znaków (OCR), weryfikacja znaków (OCV), kontrola zgodności z wzorcem, klasyfikacja obiektów, sprawdzanie kodów kreskowych i kodów 2D, detekcja i weryfikacja koloru lub jasności (czujniki wizyjne)... 20

11 Przemysłowe systemy wizyjne Czujniki i systemy wizyjne Omron 21 Przemysłowe systemy wizyjne Omron system wizyjny Xpectia FZ3 22

12 Przemysłowe systemy wizyjne SICK, Cognex, Matrox, Keyence systemy wizyjne i kamery inteligentne 23